用于微表面形貌检测的纳米级白光相移干涉研究及仪器化
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 第一章 绪论 | 第9-29页 |
| 1.1 微表面形貌检测的测量方法 | 第9-15页 |
| 1.1.1 微表面形貌检测的非光学测量方法 | 第9-11页 |
| 1.1.2 微表面形貌检测的光学测量方法 | 第11-15页 |
| 1.2 干涉计量中的位相测量方法 | 第15-20页 |
| 1.2.1 时间相移法 | 第16-17页 |
| 1.2.2 空间相移法 | 第17-18页 |
| 1.2.3 空间载波相移法 | 第18-19页 |
| 1.2.4 Fourier 变换法 | 第19-20页 |
| 1.3 国外形貌检测仪的发展现状 | 第20-22页 |
| 1.4 当前表面形貌测量的研究热点和方向 | 第22-27页 |
| 1.4.1 深度测量范围的扩展 | 第22-25页 |
| 1.4.2 干涉法抗振技术的研究 | 第25-26页 |
| 1.4.3 其它一些研究热点 | 第26-27页 |
| 1.5 本文的主要研究工作与各章主要内容 | 第27-29页 |
| 第二章 白光相移显微干涉理论 | 第29-55页 |
| 2.1 显微干涉系统 | 第29-33页 |
| 2.1.1 三种双光束干涉形式 | 第29-31页 |
| 2.1.2 三种显微干涉系统 | 第31-33页 |
| 2.2 显微干涉的数学模型 | 第33-39页 |
| 2.2.1 对平面反射镜的响应模型 | 第33-34页 |
| 2.2.2 点光源下的显微干涉模型 | 第34-36页 |
| 2.2.3 单色扩展光源下的显微干涉模型 | 第36-37页 |
| 2.2.4 一般情况下的显微干涉模型 | 第37-39页 |
| 2.3 相移干涉理论 | 第39-46页 |
| 2.3.1 相移干涉原理 | 第39-43页 |
| 2.3.2 相位解包裹原理 | 第43-44页 |
| 2.3.3 双波长测量法 | 第44-46页 |
| 2.4 白光干涉法 | 第46-52页 |
| 2.4.1 白光相关峰探测法 | 第46-48页 |
| 2.4.2 组合光源法 | 第48-50页 |
| 2.4.3 白光相移干涉法 | 第50-52页 |
| 2.5 孔径拼接法扩大被测面视场 | 第52-54页 |
| 2.6 本章小结 | 第54-55页 |
| 第三章 白光相移干涉仪的光学结构设计 | 第55-84页 |
| 3.1 立式光学轮廓仪的整体设计 | 第55-60页 |
| 3.1.1 立式光学轮廓仪的总体结构 | 第55-56页 |
| 3.1.2 系统的光学参数及结构确定 | 第56-58页 |
| 3.1.3 立式光学轮廓仪的光学结构 | 第58-60页 |
| 3.2 Mirau 干涉成像光路的设计 | 第60-70页 |
| 3.2.1 Mirau 干涉头 | 第61-63页 |
| 3.2.2 Mirau 干涉物镜的优化设计 | 第63-65页 |
| 3.2.3 Mirau 干涉成像系统结构 | 第65-66页 |
| 3.2.4 干涉成像系统的像差 | 第66-70页 |
| 3.3 干涉物镜设计中的考虑 | 第70-76页 |
| 3.3.1 干涉中的光强平衡 | 第70-72页 |
| 3.3.2 参考板的中心遮拦 | 第72-76页 |
| 3.4 照明光路设计 | 第76-82页 |
| 3.4.1 照明光路结构 | 第77-78页 |
| 3.4.2 干涉系统的光能计算 | 第78-82页 |
| 3.5 本章小结 | 第82-84页 |
| 第四章 白光相移干涉仪的仪器研制 | 第84-103页 |
| 4.1 被测面的两维扫描系统 | 第84-90页 |
| 4.1.1 拼接测量误差 | 第84-86页 |
| 4.1.2 两维电动位移系统 | 第86-87页 |
| 4.1.3 单片机对步进电机的串口控制 | 第87-89页 |
| 4.1.4 电控平移系统的精确位移 | 第89-90页 |
| 4.2 压电陶瓷微位移系统 | 第90-92页 |
| 4.3 数据采集装置 | 第92-93页 |
| 4.4 LED 照明 | 第93-96页 |
| 4.4.1 LED 光源的选择原则 | 第93-95页 |
| 4.4.2 LED 驱动电路的设计 | 第95-96页 |
| 4.5 机械结构设计 | 第96-101页 |
| 4.5.1 仪器中各组件机械结构的设计 | 第96-100页 |
| 4.5.2 机械结构设计中的考虑 | 第100-101页 |
| 4.6 本章小结 | 第101-103页 |
| 第五章 白光相移干涉仪的软件设计和误差分析 | 第103-120页 |
| 5.1 系统软件设计 | 第103-106页 |
| 5.2 干涉系统的误差分析 | 第106-112页 |
| 5.2.1 PZT 移相误差 | 第106-108页 |
| 5.2.2 探测器的非线性误差影响 | 第108-112页 |
| 5.3 白光干涉和单色光干涉的判断 | 第112-113页 |
| 5.4 数值孔径校正 | 第113-119页 |
| 5.4.1 被测面倾斜的影响 | 第114-115页 |
| 5.4.2 三种干涉仪中的数值孔径校正 | 第115-119页 |
| 5.5 本章小结 | 第119-120页 |
| 第六章 白光相移干涉仪的实验研究 | 第120-133页 |
| 6.1 系统的分辨率 | 第120-122页 |
| 6.1.1 横向分辨率 | 第120-121页 |
| 6.1.2 垂直分辨率 | 第121-122页 |
| 6.2 系统的测量范围 | 第122-124页 |
| 6.2.1 横向测量范围 | 第122页 |
| 6.2.2 垂直测量范围 | 第122-124页 |
| 6.3 白光相移干涉仪系统照片 | 第124-129页 |
| 6.4 实验结果 | 第129-132页 |
| 6.4.1 对光纤连接器端面的测量 | 第129-131页 |
| 6.4.2 系统重复性测试 | 第131-132页 |
| 6.5 本章小结 | 第132-133页 |
| 第七章 总结与展望 | 第133-135页 |
| 参考文献 | 第135-145页 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果与发表的学术论文 | 第145-147页 |
| 致谢 | 第147页 |
